關于綜采工作面末采階段施工技術研究

郭瑞猛

(太原正越工程設計有限公司，山西 太原 030000)

引 言

煤礦的回采工作面開采工作主要分為五個階段，即為安裝階段、初采階段、回采階段、末采階段和最后的回收階段，其中末采階段的施工所涉及到的工藝最難，且施工環節最多，同時其也直接關系著資源是否能夠正?；厥?，因此應高度重視這一環節，采取科學的施工技術保證末采質量。

1 工作面概況

某綜采工作面開采的煤層為10#煤層，工作面的斜長為185 m，工作面平均傾角為6°，最大傾角為10°。瓦斯的含量較低，同時煤塵?？赡芤鸨?。其為Ⅱ類自燃煤層。煤層的直接頂為深灰色頁巖，且局部含有部分砂質，其普氏硬度系數為3.0，基本頂主要由深灰色石灰巖構成，其密度和硬度較高，普氏硬度系數為12，直接底由灰黑色頁巖構成，基底主要由深灰色砂質泥巖構成。綜合作業面工作中主要采用的設備有采煤機、刮板輸送機、130臺液壓支架，同時還設置了破碎機、設備列車、轉載機以及皮帶輸送機。綜采工作面停采時，材料巷P3點前41.95 m，運輸巷R4點前54.05 m，且應在工作面與停采線心相距20 m時，結合頂板的實際情況和周圍的壓力情況確定是否進入到末采階段，支架上要積極鋪設金屬網。如圖1所示。

2 綜采工作面末采施工

為充分確保工作面設備回收的有效性與安全性，在綜采工作面與停采線距離為20 m時完成末采施工，回收施工過程中需要的綜采設備回收空間，回收時應合理利用絞車硐室、設備出切眼處出口彎道抹角的處理[1]。

圖1 綜采工作面巷道布置示意圖

2.1 回收空間及回收通道施工

采煤機與刮板運輸機回收和液壓支架拉出及轉移裝車后留下的空間就是回收空間，煤壁側處工作面支架底座前腳附近位置與煤壁之間的空間為液壓支架提供移動通道?；厥湛臻g和回收通道對設備回收有著十分重要的作用，此外，其質量和性能也會影響工作面回收的安全和質量[2]。

該采煤機割煤與該綜采工作面回收空間的形成關系緊密，利用液壓支架、經緯網、方木、鋼絲繩和單體液壓支柱等構件達到維護頂板的作用。同時利用樹脂錨桿與經緯網共同保護煤壁?；厥胀ǖ赖膶挾纫矐獮橐簤褐Ъ芑厥仗峁┏浞值目臻g，液壓支架最低的支撐高度為1.9 m，施工中受到多種因素的影響無法下降到規定的部位。此外其還會受到支架前梁厚度、頂梁方木的有效高度充分確保底板到支架護幫板油缸的高度應在3 m以上?；厥胀ǖ赖膶挾葢杀ＷC回收支架調節方向的規定。以液壓支架的長度和寬度參數來明確支架調相，需要的通道寬度從煤壁到支架定量前段的距離應不小于2.4 m，回收空間和回收通道施工主要的環節如下。

首先，工作面與停采線相距20 m時，應充分結合現場的基本情況完成末采施工，此外，應在支架上方設置金屬網，直到到達停采的位置。

其次，工作面與停采線相距9 m時，應結合施工的要求鋪設鋼絲繩，鋪設的間距為1 m，共鋪設9根，鋼絲繩一般應設置于金屬網和梁的中間。鋼絲繩應緊密地與金屬網連接。兩巷頂板煤柱上應設置兩根錨索，從而起到固定鋼絲繩的作用。工作面與停采線距離為2.4 m且自家尾部的雙層金屬網在采空區冒落巖石下時，則應采取有效措施處理支架推移頭連接銷，施工中應準確移動，循環進度應設為0.6 m。

再次是四把刀工藝。第一刀需將木梁插到支架的上方，梁在下，金屬網在上，并在每個支架上插入兩根木梁，梁頭要與工作面煤壁保持垂直的關系，且其間距應為0.75 m；第二和第三刀相同，都是規格為0.6 m的抽梁；第四刀是在煤壁處使用單層金屬網進行鋪設，且滿鋪至落地，施工完畢后拔出木梁，將木梁端部與煤壁相接，實現木梁頂住煤壁的效果。此外，于每根木梁與煤幫相鄰處支設單體液壓支柱，并保證相鄰支柱之間的距離0.75 m為宜。在進行第二、四刀割煤作業時，工作人員需要沿著工作面煤壁方向在第二、四刀頂板位置設置1排錨索，且相鄰錨索的施工間距要控制在4.5 m左右，錨索施工完畢后，工作人員應利用錨索的鐵板將金屬網壓在頂板上。在割第四刀時，還需要注意進行停機閉鎖工作，每割30 m即進行一次，并且要使用單片金屬網進行煤壁鋪設直至落地，同時做好幫錨桿和加貼住幫施工，直到施工結束?；丶芡ǖ烂罕趲蛻貌Ａт摌渲^桿與木托板有機結合，以強化護幫的效果[3-5]。且將其設置為0.9 m×0.9 m的矩形結構。具體參照圖2。

2.2 切眼出口抹角施工及抹角支護工藝

在綜采工作面切眼和運輸巷連接處存在拐角，其角度為90°，為了保證工作面回收設備運輸的穩定性，需對直角拐彎采取抹角處理方式，以增強拐角的平滑度。以綜采工作面現場實際為基礎，拐角施工中擬采用風鎬破煤施工技術，同時采用人工運送的方式制作弧長3.5 m,拐角半徑為2 m的扇面，由于施工后抹角位置的跨度相對較大，因此該處的頂板壓力較大。對此可采取有效措施加強支護。

圖2 回收通道示意圖

抹角施工中，工作面兩側的彎道需依據運輸規范的要求，工作面出口的彎道轉移半徑也應滿足規范的要求。以錨網支護的方式來支護彎道巷幫，其中材料選擇為經緯金屬網及規格為20 mm×2 200 mm的左旋螺紋鋼錨桿，并注意加設木托板于錨桿托盤下方位置，以此壓緊金屬網，相鄰支護排距設置在900 mm左右。

在彎道處的頂板支護則采用錨索與錨網配合的方式完成的。其中錨桿扔選擇規格為20 mm×2 200 mm的左旋螺紋鋼錨桿，并將其布置成扇形，注意扇形的弧度應按照軌道轉彎的半徑設置，在兩排錨桿中間設置錨索，相鄰錨索之間的距離控制在1 m左右為宜，且排間距離不能超過800 mm，如圖3所示。

圖3 抹角支護示意圖

2.3 關于絞車硐的設置

當回收通道內有液壓支架或是其他設備在運行，則可以利用絞車在工作面設備的通道方向的出口位置，制成一個絞車硐，但需要注意的是，工作面設備通道中心線應與絞車硐的中心線實現重合，本工程中，絞車硐寬3 m，長5 m，高為2.5 m。絞車硐在施工的過程中，則應從底部開始施工，以此來保障絞車硐底板可以與切眼的底板實現平行。

2.4 加強對作面運輸巷回收通道的支護

在對設備進行回收的過程中，最為關鍵的回收通道就是工作面運輸巷，但其在應用的過程中會因為超前支承壓力的干擾，而導致巷道發生形變。因此為最大程度實現設備回收運輸路線的暢通無阻，這就需要對超前段的支護強度進行提升。本工程中，依據巷道的實際情況，我們選擇4 m長的π型梁，以及DW3.5型單體支柱，以此來組成一梁三柱的支護形式，其中控制棚距為9 m～11 m，超前支護長度不少于30 m。

3 施工安全注意事項

1) 在末采施工中應當采取有效措施嚴格控制連網的性能，單網搭接和雙層網互相搭接施工工藝也需充分滿足規范的基本要求。

2) 全面結合停采的距離來調整雙網掛設的距離，末采施工結束后，架后的雙網應全部落地。

3) 鋪設鋼絲繩的過程中，確保鋼絲繩與網的連接距離在300 mm以上，同時鋼絲繩的兩端需嚴格按照要求固定在專用的錨索上。

4) 在四刀施工前，先檢查工作面溜子的垂直度，確保四刀工序中的每一個細節均可滿足施工的基本要求。

5) 在施工中要高度重視采高問題。完成網的鋪設施工后，采煤機為了避開割網，會適度降低采高，所以，要在掛網前確定掛網高度，保證掛網完成后，回撤設備的通道高度滿足設備回撤的要求。

6) 回收通道所有的貼幫點柱均應處于完好無損的狀態，支架一般設置在底部。并結合實際把控迎山的角度，幫貼點柱應全部設置放倒鏈，在施工中，需做好通道內幫柱點的循環注漿。

7) 回收通道當中的所有幫錨施工必須保證其及時性和有效性，且間、排距離也要滿足施工的要求，錨固力和緊固質量需確保工作面的穩定性和安全性。

4 結語

末采與回收準備工作在工作面設備回收中起到了十分重要的作用，同時其也直接影響了工作面設備回收的安全性。采取有效措施加強對人員組織和技術準備的管理，嚴格按照施工要求展開施工，可有效提高施工質量，讓綜采面設備回收效果達到理想水平，進而避免出現冒頂和漏頂等常見問題，提高工作面設備運行效率，達到工作預期目標。